内蒙古二连盆地形成演化及白音乌拉煤田地质特征研究

王健 管仁君

摘要：二连盆地群是内蒙古自治区最大的晚中生代断陷盆地群，是我国早白垩纪聚煤期中重要的聚煤区。白音乌拉煤田是二连盆地群众多含煤盆地中的一个，含煤面积约423km2，预测煤炭资源量50余亿吨，煤田的勘探工作始于20世纪80年代初，四十多年来，先后由煤炭、石油、地矿等地质勘探队伍，从不同的角度和目地出发，做了大量的地质工作。文章对以往勘查成果进行归纳、整理、分析、研究，详细论述了煤田地质特征及盆地形成演化过程。

关键词：二连盆地；白音乌拉煤田；地质特征

1.区域地质背景

二连盆地群地处内蒙古中部华力西褶皱带内，是内蒙古自治区最大的一个晚中生代断陷盆地群，是我国早白垩聚煤期中重要的聚煤区。盆地群由五坳、一隆一百多个断陷盆地组成。其北界至巴彦宝力格隆起，南界至温都尔庙隆起，西界至宝音图隆起，东界至大兴安岭隆起，面积约20万km2。盆地基底主要为晚华力西褶皱岩系和侵入岩、喷发岩。

白音乌拉煤田位于白音塔拉盆地，地处二连盆地群北部马尼特坳陷西端（详见图1），属于一个地堑式的断陷盆地，呈NE方向展布。

2.地质特征

2.1地层

白音乌拉煤田及其周围出露和赋存的主要地层有：二叠系下统宝力格组（P1b）、哲斯组（P1z）、上统林西组（P2l），侏罗系上统布拉根哈达组（J3b），白垩系下统巴彦花群（K1b），古近系始新统伊尔丁曼哈组（E2y）、中新统通古尔组（N1t）、上新统宝格达乌拉组（N2b），第四系全新统（Q4）。

其中，白音乌拉煤田的含煤地层为中生界白垩系下统巴彦花群，将巴彦花群划分三組，自下而上分别为阿尔善组（K1ba），腾格尔组（K1bt）和赛汉塔拉组（K1bs）。煤层主要赋存在赛汉塔拉组内。

（1）阿尔善组（K1ba）

煤田勘查钻孔未揭露到该组层位，根据区域地质资料，岩性以紫色、灰绿色、灰色的砾岩和砂砾岩为主，中夹砂岩、砂质泥岩和泥岩，该组地层发育在盆地形成初期的山前或低洼地带，与下伏地层石炭—二叠系及侏罗系上统火山岩呈不整合接触，地层厚度大于100m。

（2）腾格尔组（K1bt）

在煤田内发育最为普遍，钻孔只揭露部分层位。岩性由浅灰色、灰色、灰绿色、深灰色泥岩、粉砂岩、钙质泥岩和含砾泥岩组成，在泥岩中含有大量不完整的叶肢介、瓣鳃类、腹足类等动物化石，为浅湖—半深湖沉积物。地层总厚大于320m，钻孔揭露厚度5.10m～345.62m。平均79.44m。

（3）赛汉塔拉组（K1bs）

在煤田内发育较为普遍，大部分钻孔穿透该组层位。根据含煤特征和岩性组合特征可划分为两个岩段：

一岩段：亦称为含煤段，位于赛汉塔拉组下部，岩性以灰、深灰色、黑色泥岩为主，中夹2号～6号煤层，该岩段上部岩性较粗，出现砂砾岩夹层，含有保存不好的植物碎片化石，在泥岩中可见淡水动物化石。

二岩段：亦称砂泥岩段，岩性主要由浅灰、灰色、灰绿色、黄灰色、灰紫色、深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩及砾岩组成，局部夹有薄层碳质泥岩，地层厚度420m。

据统计，赛汉塔拉组揭露厚度36.02m～356.74m，平均170.17m，含煤5层，煤层平均厚度0.35m～49.95m，平均17.10m，含煤系数10.05%。

2.2构造

白音乌拉煤田位于二连盆地群马尼特坳陷白音塔拉盆地中部，白音塔拉盆地为一地堑式断陷盆地。大地构造位置为天山—内蒙古—大兴安岭褶皱带（Ⅰ级），内蒙古华力西晚期褶皱带（Ⅱ级），横跨东乌旗复背斜和西乌旗复背斜（Ⅲ级）之间的阿巴嘎旗复向斜中的白音塔拉盆地（Ⅳ级）。

白音乌拉煤田总体呈NE方向延伸，其西北侧为赛汉塔拉古得林好来正断层，东南侧为侵蚀边界。东北部与高勒音陶勒盖次级坳陷相邻，南部为白音乌拉隆起，煤田长约58.08km，宽约12.70km，含煤面积约423km2。

白音乌拉次级坳陷与高勒音陶勒盖次级坳陷在盆地形成初期原为一整体，巴彦花群沉积之后，由于垂直盆地走向的正断层活动，在两正断层之向形成地垒构造，将白音乌拉次级坳陷与高勒音陶勒盖次级坳陷相隔，详见图2。

盆地的基底深度一般600m～900m，充填序列为白垩系下统和新生界的古近系、第四系松散沉积物。早白垩地层的赋存形态总体呈舒缓的向斜构造，轴向与盆地走向基本一致，但曲折蜿蜒、多变。两翼不对称，西北翼较陡，倾角一般5°～7°，东南翼较缓，倾角2°～6°。

2.3聚煤规律

白音乌拉煤田中的巴彦花群赛汉塔拉组含煤5层，即2、3、4、5、6煤层，通过采用标志层法、层间距法、测井曲线对比法等分析，发现6号煤层为全区大部可采的主要煤层。其他煤层为局部可采的次要可采煤层，煤层特征详见表1。

3.盆地的形成和演化

3.1盆地的形成

二连盆地群是古生代以来华北板状和西伯利亚板块不断双边增生，最终拼接而成的内蒙古中部华力西褶皱带基础上发育起来的；中生代以来，本区构造演化发展进入了一个新时期，它与前中生代构造演化在受力方式，构造性质，沉积岩相，沉降幅度以及火山活动方面存在着显著的差异。三叠纪—早侏罗世，受高地温场的影响，本区地壳下物质受热膨胀，引起密度减小而发生区域穹隆作用，普遍缺失三叠系和部分早侏罗世沉积。中侏罗世，随着太平洋板块的增长所产生的新库拉—太平洋扩张脊朝NNE向挤压扭动，我国滨太平洋地壳强烈“活化”，以NNE向占绝对优势的挤压或压扭断层大量出现，打破了古亚洲构造域南北挤压的势态。这时大兴安岭整体抬升，主脊两侧下陷，给松辽盆地群、二连盆地群、海拉尔盆地群的形成了构造格架。晚侏罗世中末期，古亚洲东北偶发生安第斯式碰撞，中国东北大陆处于弧后盆地，随着板块俯冲导致小型热对流，使大陆地壳逐渐拉开变薄，包括内蒙古自治区东部在内的广大地区有大体同步的强烈火山活动，以东强西弱多沿NE～NNE向线状喷发和外溢为其特征，在大兴安岭西坡发育了厚达7000m的陆相火山岩建造，在火山大规模喷发后，致使本区地壳处于应力松弛状态，开始经历了不同于过去的地裂运动，普遍发生陷落，发育了一系列的堑式的盆地或半地堑式的箕状盆地。白音塔拉盆地就是二连盆地群中一百多个断陷盆地中的一个。

3.2盆地的演化

二连盆地群含煤岩系巴彦花群建立始于20世纪60年代。八十年代石油部门对二连盆地进行大规模的勘查与开发，通过区域地层对比将这一套含煤岩系自下而上划分为三组，即阿尔善组、腾格尔组和赛汉塔拉组，统称“巴彦花群”。

阿尔善组主要发育在白音塔拉盆地的底部。由于盆地形成初期地形起伏不平，该组主要充填在盆地内部的负地貌单元，分布范围相对狭窄，面积小，地层厚度变化大，岩性主要为灰紫色、粉红色及少量的灰绿色砂砾岩，中夹砂岩、砂质泥岩。沉积环境以冲洪积为主。

腾格尔组发育比较广泛，岩石组成除陆源碎屑岩外，还有少量泥灰岩，各种岩类在平面上的分布规律受沉积环境的控制，在盆地边缘，粗碎屑含量比较高，这里是冲积扇、扇三角洲以及短道直流河等沉积环境比较集中的地区；而在盆地的中心地带，则以大套的深灰色、灰色及灰绿色泥岩，粉砂岩为主，形成于浅湖—半深湖沉积环境。

赛汉塔拉组在白音塔拉盆地中普遍发育，岩石组成主要为陆源碎屑岩和煤层，腾格尔组沉积之后，湖泊已经淤浅，大面积沼泽化，在盆地的中心部位聚集了巨厚的泥炭层，在盆地边缘泥炭沼泽经常被陆源碎屑活动中断，形成煤层的尖灭和分叉。泥炭堆积后随着又一次的湖浸，沉积一套以泥岩为主的湖相沉积，使泥炭层掩埋地下得以保存，为煤层的形成提供了物质基础。

综合上述，白音塔拉盆地在早白垩世经历了盆地形成初期的“填平补齐”，中期的“超覆扩张”和后期的“淤浅沼泽化”三个阶段。沉积环境发生了由冲洪积—湖积—沼泽—湖积的演化过程，沉积物主要为陆源碎屑岩和煤層，盆地充填演化过程详见图3。

参考文献：

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